器控制单元9也产生输出信号以根据车辆驾驶者的请求控制变速器1,同时在变速器I的燃料消耗、效率和性能方面优化换挡操作。这种输入信号和输出信号的传送在图1中通过附图标记10以示意的方式指示,其指示第一通信线。
[0028]从变速器I到变速器控制单元9的这种输入信号的示例如下:车辆速度(其用于确定何时应该发生齿轮变换)、轮子速度、旋转速度和变速器中的致动器位置、需要的驱动扭矩、变速器流体温度、刹车灯开关和车辆牵引控制系统。这样的信号和传感器是已知的,并且因此在这里不对其进行详细描述。
[0029]进一步,从变速器控制单元9输出信号的示例如下:用于换挡螺线管(其在给定时刻被激活以及时变换齿轮)的信号、压力控制螺线管和其他电子控制器。变速器控制单元9也可被布置为控制换挡锁定(shiftlock)螺线管和液压控制螺线管,该换挡锁定(shiftlock)螺线管适于如果刹车踏板没有被踩下时阻止某些驾驶范围被选择。
[0030]以相似的方式,车辆的发动机8连接至发动机控制单元11,如通过图1中的附图标记12指示,其指示第二通信线。更准确地,发动机控制单元11被布置用于从传感器(图1中未示出)接收输入信号,所述传感器诸如加速器踏板位置传感器、冷却剂温度传感器、空燃比计、曲轴位置传感器和与发动机8相关联的其他形式的传感器。进一步,发动机控制单元11被布置用于控制多个致动器以控制参数,诸如空燃比、点火定时、阀定时和发动机8的其它功能。参照图1,发动机控制单元11和发动机8之间的信号组成第二通信线12。
[0031]进一步,根据实施例,在变速器控制单元9和发动机控制单元11之间存在第三通信线13。例如,其适于变速器控制单元9向发动机控制单元11发送输出信号,该输出信号关于点火定时或发动机缸的燃料量的控制。
[0032]变速器控制单元9也可使用来自发动机8上的传感器的信号,以确定什么时候和如何换挡。
[0033]本发明基于如下原则,扭矩传感器14被提供以便提供测量扭矩值Tm,即对应于作用在外输入轴3上的扭矩值。更准确地,根据本发明,扭矩传感器14与外输入轴3相关联,并且代表测量扭矩值Tm的信号被传送到变速器控制单元9。扭矩传感器14的操作可例如,基于铁磁材料的磁致弹性特性,即施加到磁性材料上的磁化和张力之间的相互作用。这是先前众所周知的。相应地,作用在外输入轴3上的实际的扭矩引起磁通量的改变,其反过来被用于产生输出信号,其与实际扭矩成比例。该输出信号被传输到变速器控制单元9,如图1所指示。
[0034]进一步,从扭矩传感器14的测量-反映作用在外输入轴3上的扭矩-也可用作估计作用在内输入轴2上的扭矩的基础。如开始所述,已知在变速器的内输入轴上安装物理的扭矩传感器具有困难,并且因为这个原因,本发明基于这样的原则,扭矩传感器14安装在外输入轴3上,并且也用于估计作用在内输入轴2上的扭矩。这将在下面更详细描述。
[0035]如已提到的,扭矩传感器14测量作用在外输入轴3上的扭矩Tm。而且,双离合形式的变速器单元1,被布置为其被操作用于以这样的方式使齿轮换挡,即来自发动机8的扭矩被应用于两个离合器之一,同时扭矩被与另一个离合器(在其上没有应用扭矩)分离。因此,齿轮换挡可执行,通常没有中断到车辆的轮子的扭矩的传输。这也意味着内输入轴2将在某些时间段期间被操作并且外输入轴3将在其它的时间段被操作。
[0036]可预期,来自发动机8的扭矩在车辆被操作的大约50%的时间将应用在外输入轴3。这归因于这样的事实,可预期与外输入轴3相关联的变速器I中的那些齿轮在车辆被操作的大约50%的时间被选择。
[0037]本发明的一个重要特征是,在操作外输入轴3期间提供测量扭矩值Tm,和在操作内输入轴2期间提供估计扭矩值Te。该测量扭矩值Tm以瞬时测量值Tm的形式从扭矩传感器14传送至变速器控制单元9,而估计值Te采用某些原则计算,如将在下面描述。
[0038]根据一个实施例,变速器控制8被布置为通过所谓的观察器功能中的校准过程计算所述估计扭矩值Te。观察器功能是一个系统,其给出作用在内输入轴2上扭矩的估计值,即,在没有安装扭矩传感器的地方。这种估计的提供基于外输入轴3上的测量扭矩Tm。
[0039]先前已知的一个观察器功能是卡尔曼滤波器,其是可被用于以递归方式产生未知变量的估计的算法。更准确地,卡尔曼滤波器被布置为通过使用引入的测量和数学过程模型随时间的推移以递归方式计算真实测量的估计值。
[0040]换句话说,卡尔曼滤波器产生以扭矩形式的变量的估计,其基于这个变量的测量(其进而组成混合了噪音和未知因素的测量扭矩值),其以使用加权平均的方式更新,以提供在统计上处理过的输出信号。
[0041]在本发明中,诸如卡尔曼滤波器的观察器功能可被与以扭矩Tm的实际测量形式的实时的输入信号一起使用,如前所述。该输入信号在车辆被操作的大约50%的时间是可用的。该估计扭矩Te被用作在内输入轴2活动的时间段期间作用在输入轴2上的扭矩测量。即使没有作用在内输入轴2上的实际扭矩的实时测量,根据本发明的估计的扭矩Te依然足够的精确以被变速器I使用,以控制换挡和其它功能,即甚至当外输入轴3被释放离合器。
[0042]总的来说,变速器控制单元9适宜被布置为通过观察器功能的方式计算估计扭矩值Te,该观察器功能在外输入轴3操作期间被激活,即当发动机输出扭矩只通过外输入轴3传送时。
[0043]通常地,本发明不限制为使用卡尔曼滤波器形式的观察器功能。事实上,本发明可使用不同形式的观察器或估计器功能实施以使用测量扭矩值Tm(代表作用在外输入轴3上的扭矩)以确定足够精确的估计扭矩值Te (代表作用在内输入轴2上的扭矩)。换句话说,本发明可通过允许在只有外输入轴3被操作的时间段期间估计扭矩值Te在控制单元中以一些合适的方式被校准而以不同的方式实施。
[0044]根据一个实施例,估计扭矩值Te在诸如变速器控制单元的控制单元中被确定,并且当测量扭矩值Tm是可用的时,即当外输入轴3操作时,估计扭矩值Te关于测量扭矩值Tm被校准。
[0045]总的来说,控制单元9包括提供估计扭矩值Te的计算模型。而且,扭矩传感器14被提供在外输入轴3上,这意味着估计扭矩值Te和测量扭矩值Tm在外输入轴3操作时均是可用的。在这些测量扭矩值Tm是可用的场合期间,这些测量扭矩值Tm可与估计值Te相比较。在这些场合期间,计算模型可被校准,以使估计扭矩值Te接近测量扭矩值Tm。这种校准过程可通过观察器提供,例如卡尔曼滤波器,而且,在这些测量扭矩值Tm不可用的场合(即当内输入轴2是在操作中时)期间,估计扭矩值Te被使用。这个过程给出高度精确的估计扭矩值Te。因此,在车辆操作期间,两个下列的操作模式将被使用:
[0046]a)(外输入轴3被使用,即校准模式):
[0047]i)需要高度精确扭矩测量的功能(例如某些诊断功能)被激活;
[0048]ii)用于估计扭矩的计算模型被校准;和
[0049]iii)测量扭矩值被传达到各种控制功能;
[0050]b)(内输入轴2被使用,即计算模式):
[0051]i)需要高度精确扭矩值的功能被去激活;
[0052]ii)扭矩通过计算模型被估计;
[0053]iii)估计扭矩值被传达到